Dane:

▶ praca, jaką wykonuje rowerzysta: $W=24\text{kJ}=24000\text{J}$

▶ wartość siły oporu ruchu: $F_{\text{o}}=30\text{N}$

Szukane:

▶ odległość, jaką pokonał rowerzysta: $s=\text{?}$

Rozwiązanie:

Naszym zadaniem jest wyznaczenie drogi, jaką pokonał rowerzysta, poruszając się ruchem jednostajnym prostoliniowym, jeżeli wykonał pracę $24\text{kJ}$. W treści zadania mamy podane, że na rowerzystę działała siła oporu ruchu o wartości $F_{\text{o}}$. Pamiętamy, że siły oporów ruchu (lub siły tarcia) działają zawsze przeciwnie do kierunku poruszania się ciała. Zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki Newtona wiemy, że jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub wszystkie siły działające na ciało się równoważą, to ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Skoro więc rowerzysta porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, a zgodnie z treścią zadania działa na niego siła oporu ruchu, to oznacza, że siłę oporu ruchu musi równoważyć inna siła — siła napędzająca. Wartość tej siły, zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki Newtona, jest równa wartości siły oporu ruchu:

$F=F_{\text{o}}$

 gdzie:

$F$ - wartość siły napędzającej,

$F_{\text{o}}$ - wartość oporu ruchu.

Właśnie w wyniku działania siły napędzającej $\vec{F}$ rowerzysta wykonał pracę.

PRACA ZGODNIE ZE ZWROTEM PRZEMIESZCZENIA Pracę wykonaną przy przemieszczaniu ciała przy pomocy siły o kierunku i zwrocie zgodnym z kierunkiem i zwrotem przemieszczenia tego ciała wyrażamy jako: $W=Fs$ gdzie: $W$ - wykonana praca, $F$ - wartość siły przyłożonej do ciała, $s$ - droga przebyta przez ciało.

W naszym przypadku interesuje nas droga przebyta przez rowerzystę, zatem przekształcamy powyższy wzór:

$Fs=W|:F$

$s=\frac{W}{F}$

$s=\frac{W}{F_{\text{o}}}$

Podstawiamy dane do wzoru i obliczamy:

$s=\frac{24000\text{J}}{30\text{N}}=$

$=\frac{2400\cancel{0}}{3\cancel{0}}\frac{\xcancel{\text{N}}\cdot \text{m}}{\xcancel{\text{N}}}=800\text{m}$

Odpowiedź: Rowerzysta pokonał odległość $800\text{m}$.